改性PPG多羧基阻垢剂的合成及阻垢性能研究

基于聚丙二醇(PPG)使用马来酸酐(MA)进行改性,将改性后的单体PPGAZMA与丙烯酸(AA)、烯丙基磺酸钠(ALS)进行聚合,得到阻垢剂AA-ALS-PPGAZMA。采用FTIR和1H-NMR对合成的阻垢剂进行了表征,并考察了阻垢剂的最佳制备条件及阻碳酸钙垢性能。结果表明,当m(PPGAZMA)∶m(AA)∶m(ALS)=3∶3∶1,引发剂用量为单体总质量的6%,滴加温度为70℃,保温温度为80℃,保温反应时间为1.5 h时,合成的阻垢剂阻碳酸钙垢效果最佳,当投加量为6 mg/L时,阻垢率超过90%。AA-ALS-PPGAZMA不含磷,是一种具有工业应用前景的环保型阻垢剂。     

用于清洁化阻垢的P(MA-AA-VAc-AMPS)共聚物的制备及性能

采用溶液聚合法,以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、醋酸乙烯酯(VAc)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,异丙醇为链转移剂,成功制备了P(MA-AA-VAc-AMPS)四元共聚物,通过红外光谱对其结构进行了表征,并将P(MA-AA-VAc-AMPS)用于阻垢。详细考察了功能单体AMPS的用量、阻垢剂的质量浓度和溶液p H对碳酸钙性能的影响;并通过SEM和XRD考察了添加阻垢剂后碳酸钙成垢晶体的变化情况。实验结果表明:当阻垢剂用量为22 mg/L时,阻碳酸钙的效率为96. 47%。XRD和SEM分析显示,P(MA-AA-VAc-AMPS)阻垢剂的加入,可有效抑制碳酸钙晶体的形成,使碳酸钙晶体形状发生了变形,部分晶体发生了团聚和不同程度的断裂破损现象,降低了钙垢的结晶度,使晶体分散悬浮于水体中,减少了钙垢的堆积,从而具有良好的阻垢分散效果。     

循环水用P(MAH-AMPS-AM)共聚物阻垢剂的制备及性能

通过自由基聚合法,以马来酸酐(MAH)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为反应单体,成功制备了P(MAH-AMPS-AM)共聚物,并将其应用于循环水阻垢。利用FTIR对其化学结构进行了表征,以阻垢率为研究对象,详细探讨了P(MAH-AMPS-AM)共聚物的阻垢效果与投加量、水样温度及溶液pH之间的关系;进一步通过SEM考察了阻垢剂对钙垢晶体的影响。结果表明,P(MAH-AMPS-AM)共聚物对CaCO_3和CaSO_4均具有良好的阻垢性能,在阻垢剂的投加量为15 mg/L时,其阻碳酸钙垢的阻垢效率达到93.8%;其投加量为18 mg/L时,阻硫酸钙垢的阻垢效率达到92.8%,且在水样温度为80℃时仍具有较好的阻垢效果;P(MAH-AMPS-AM)共聚物能有效破坏钙垢晶体的规整性,使晶体产生大量缺陷,从而起到抑制结垢的能力。     

制药循环水用无磷阻垢剂的阻硫酸钙垢性能

利用马来酸酐(MA)改性聚丙二醇(PPG)后得到的单体PPGAZMA,再与丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)通过水相自由基聚合得到无磷阻垢剂AA-AM-PPGAZMA。将合成的无磷阻垢剂进行静态阻硫酸钙实验,结果表明,当m(AA)∶m(PPGAZMA)∶m(AM)=4∶3∶1时制得的无磷阻垢剂,阻硫酸钙垢效果最佳,当其投加量3 mg/L时阻硫酸钙垢效率达到98%;此外,还考察了引发剂用量、钙离子和硫酸根离子质量浓度对阻垢剂阻垢效果的影响,引发剂用量为单体总质量的6%时效果最佳;当钙离子和硫酸根离子质量浓度达到8 000、12 000 mg/L时,阻硫酸钙垢效率仍能达到80%以上。通过扫描电镜观察发现,加入阻垢剂AA-AM-PPGAZMA后硫酸钙垢变得疏松不规整。当AA-AM-PPGAZMA加入量为3 mg/L时,阻垢率达到98%,而市售的含磷阻垢剂PBTC和PAPEMP均未达到85%。     

端羧基超支化型绿色阻垢剂的制备及阻垢性能

采用熔融聚合法以木糖醇为中心核,成功制备了端羧基超支化型绿色阻垢剂,通过红外光谱仪和核磁共振对其结构进行了表征,采用静态阻垢法探讨了阻垢剂的添加量、水样环境的pH和水样温度对其阻碳酸钙和硫酸钙的能力。结果表明,端羧基超支化型绿色阻垢剂在较宽的温度范围及水体环境的pH=6~9时,对钙垢（CaCO₃和CaSO₄）均具有优异的阻垢性能,且当阻垢剂添加量为24 mg/L时,其对碳酸钙垢的阻垢效率达到了91.6 %;当阻垢剂的添加量为15 mg/L时,其对硫酸钙的阻垢效率达到了94.7 %;端羧基超支化型绿色阻垢剂的使用,均能极大程度地降低了钙垢晶体的规整性,且对于碳酸钙垢而言,端羧基超支化型绿色阻垢剂的使用还可以使碳酸钙垢的晶格发生畸变,从而达到分散阻垢的目的。     

端羧基型超支化聚酰胺的结构特点及阻垢性能

采用熔融聚合法,以柠檬酸为反应单体,二乙醇胺为中心核,成功制备了端羧基型超支化聚酰胺。通过FTIR和1H-NMR对其结构进行了表征,并将其应用于工业循环用水的阻垢研究中,研究了阻垢剂的添加量、水样环境的p H和水样温度对其阻碳酸钙和硫酸钙的能力。结果表明,端羧基型超支化聚酰胺不仅具有良好的分散性能,而且对Ca CO3和Ca SO4均具有良好的阻垢性能。当阻垢剂的用量为15 mg/L时,其阻碳酸钙垢的阻垢效率能够达到93. 7%;当其用量为22 mg/L时,阻硫酸钙垢的阻垢效率达到92. 4%,且在较宽的温度范围及p H=6～9的范围内使用,阻垢效率一直呈现出较高水平。XRD分析表明,端羧基型超支化聚酰胺能够抑制钙垢晶体的生长,降低钙垢的结晶度,起到抑制钙垢的结垢能力。     

端羧基型超支化聚合物在阻垢中的应用

以三羟甲基丙烷(TMP)为中心核,以柠檬酸为AB3型共聚单体,通过酯化反应,得到端羧基型的超支化聚合物(HBP-COOH),并将其应用于阻垢方面,探讨了阻垢剂用量、溶液pH对其阻碳酸钙和硫酸钙的能力。结果表明,HBP-COOH对CaCO_3和CaSO_4均具有良好的阻垢性能,在阻垢剂的用量为10 mg/L时,其阻碳酸钙垢的阻垢效率达到96.3%;其用量为20 mg/L时,阻硫酸钙垢的阻垢效率达到92.8%,且在pH=6～9使用,具有较高的阻垢效率。SEM分析表明,HBP-COOH能抑制钙垢晶体的生长,使晶体产生大量缺陷,晶体体积发生变化,从而起到抑制结垢的能力。     

绿色无磷高效阻垢缓蚀剂的制备及性能研究

以衣康酸(IA)、烯丙基磺酸钠(SAS)、乙酸乙烯酯(VAC)为单体聚合得到IA-SAS-VAC共聚物,考察了单体配比、引发剂量、反应时间和反应温度对共聚物阻垢效果的影响;采用扫描电镜和X射线衍射仪对垢样进行了分析。结果表明,当单体配比n(IA)∶n(SAS)∶n(VAC)=2∶1∶4时,引发剂投加量为单体总质量的10%,相对分子质量调节剂异丙醇投加量为单体总质量的12%时,在90℃的反应温度下控制反应时间为3 h,共聚物投加量为20 mg/L,此时对于碳酸钙阻垢率达到92.6%;当投加量为50 mg/L时,缓蚀率达到88.9%。对阻垢剂的阻垢机理进行了扫描电镜和X射线衍射研究。     

新型阻垢剂IA-SSS-MA聚合物的合成与表征

以衣康酸(IA)、苯乙烯磺酸钠(SSS)和马来酸酐(MA)为单体,以水为溶剂,过硫酸铵作引发剂,合成了衣康酸-苯乙烯磺酸钠-马来酸酐(IA-SSS-MA)三元聚合物阻垢剂,考察了单体配比、反应温度、引发剂量、滴加时间等对聚合物阻碳酸钙垢效果的影响,结果表明:当单体配比为IA∶SSS∶MA=5∶1∶0.25(摩尔比),反应温度100℃,引发剂量占单体总量13%,滴加时间为5 h,阻碳酸钙垢效果最好,阻垢率达到98.11%。     

苹果酸型超支化共聚物的制备及其阻垢性能的研究

采用熔融聚合法,以三羟甲基丙烷(TMP)为中心核,以苹果酸为AB_2型共聚单体,成功制备了苹果酸型超支化聚合物(HBP),采用红外光谱和凝胶渗透色谱对其结构进行了表征,并将其应用于循环水的阻垢方面,探讨了阻垢剂添加量和水样温度对其阻硫酸钙(CaSO_4)的能力。结果表明,HBP具有良好的分散性能,且对CaSO_4具有良好的阻垢性能,当阻垢剂的用量为12 mg/L时,其阻CaSO_4垢的阻垢效率达到95.2%,且在较宽的温度范围内使用,均具有较高的阻垢效率;HBP能抑制钙垢晶体的生长,降低CaSO_4垢的结晶度,从而起到抑制结垢的能力。     

新型马来酸酐-丙烯酰胺-丙烯酸甲酯共聚物的阻垢特性研究

将马来酸酐(MAH)与苯酚于室温下混合得到一种电荷转移配合物(简称CTC),用此配合物与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸甲酯(MA)按摩尔比1∶1∶1,采用偶氮二异丁腈为引发剂,在反应温度55℃,反应时间2 h,引发剂用量为0.3%较为缓和的条件下进行聚合反应,得到马来酸酐-丙烯酰胺-丙烯酸甲酯三元共聚物(MAH/AM/MA)阻垢剂。结果表明,该阻垢剂对碳酸钙和磷酸钙均具有优异的阻垢性能,阻垢剂浓度为130 mg/L时,对碳酸钙的阻垢率达到100%;阻垢剂浓度为7 mg/L时,对磷酸钙的阻垢率可达到100%。     

新型聚马来酸酐-丙烯酸类阻垢剂的研究

将顺酐(MA)与苯酚在室温下混合即得到一种电荷转移配合物(CTC),然后用此配合物与丙烯酸(AA)按摩尔比1:2进行聚合反应,采用偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在反应温度60℃,反应时间5 h,引发剂用量为0.3%较缓和的条件下,合成了马来酸酐-丙烯酸共聚物(MA/AA)阻垢剂,实验结果表明,该聚合物阻垢剂对碳酸钙和磷酸钙均具有良好的阻垢性能,阻垢剂浓度为50 mg/L时,对碳酸钙的阻垢率达到100%,对磷酸钙的阻垢率达到60%以上。     

聚天冬氨酸/O-羧甲基壳聚糖的合成及其对硫酸钡阻垢性能

以水溶性O-羧甲基壳聚糖(O-CMC)与聚琥珀酰亚胺(PSI)为原料,合成了聚天冬氨酸接枝共聚物阻垢剂PASP/O-CMC。用FTIR与1HNMR对阻垢剂的结构进行了表征,用静态阻垢法考察了PASP/O-CMC和聚天冬氨酸(PASP)的阻垢性能。结果表明:当阻垢剂质量浓度为100 mg/L、温度为80℃、时间为16 h、pH=10时,PASP/O-CMC对BaSO_4的阻垢率达到93.6%,而PASP对BaSO_4的阻垢率只有78.4%。通过SEM、XRD和电导率法分析了阻垢剂的阻垢机理,结果表明:阻垢剂对BaSO_4的作用主要包括晶格畸变作用、吸附分散作用和络合作用。     

马来酸酐水溶液共聚体系的研究

选择不同配比和用量的 2 丙烯酰胺基 2 甲基丙基磺酸 (AMPS)、2 丙烯酰胺基 2 甲基丙基膦酸 (AMPP)、丙烯酸 (AA)、丙烯酰胺 (AM)、丙烯酸甲酯等 5种聚合单体和过硫酸盐 -Fe2 + 、过氧化氢 -Fe2 + 、过硫酸盐 -次磷酸盐、过氧化氢 -次磷酸盐等 4组引发体系与马来酸酐共聚合成一系列共聚物 ,并对其性能进行分析比较。结果表明 ,AMPS可作为此共聚体系第二单体 ,在所考察的第三单体、引发体系中 ,以AMPP、过氧化氢 次磷酸盐为最佳。当引发剂用量为单体总质量的 10 % [以次磷酸盐的质量计 ,m(过氧化氢 )∶m(次磷酸盐 ) =1.0∶1.2 ],m(MA)∶m(AMPS) =8∶6时合成的共聚物聚合率达 93.41% ,在加药质量浓度分别为 12mg/L和 18mg/L条件下 ,该共聚物对CaCO3 和Ca3(PO4 ) 2 垢的阻垢率分别为 6 6 .2 9%和 10 0 % ;在相同引发剂用量和加药质量浓度下 ,m(MA)∶m(AMPS)∶m(AMPP) =10∶4∶1时合成的三元共聚物的聚合率为 92 80 % ,对CaCO3和Ca3(PO4 ) 2 垢的阻垢率分别为 97.6 1%和 95 .92 %     

工业循环水用端氨基超支化聚酰胺的阻硫酸钙垢性能

以二乙烯三胺和丙烯酸甲酯为反应单体,通过Michael加成及酰胺化反应,成功制备出了端氨基超支化聚酰胺,通过红外光谱对其化学结构进行了表征,并将其应用于工业循环用水的阻硫酸钙(CaSO4)垢研究,通过静态阻CaSO4实验,探讨了端氨基超支化聚酰胺在不同影响因素下对CaSO4的抑垢能力。结果表明,端氨基超支化聚酰胺不仅对Fe2O3具有良好的分散性能,而且对CaSO4还具有良好的抑垢性能,在端氨基超支化聚酰胺的添加量达到12 mg/L时,实现了对CaSO4的高阻垢率（96.37 %）,且在温度（T）低于80 ℃范围内使用时,其阻CaSO4的效率将保持在85 %以上;端氨基超支化聚酰胺不仅能够有效抑制CaSO4垢晶体的生长,降低钙垢的结晶度,而且还能破坏CaSO4垢晶体的规整性,使其产生大量缺陷,从而起到抑制结垢的能力。     

新型反渗透阻垢剂YSM-11的阻垢性能

采用静态法考察新型反渗透阻垢剂YSM-11的性能,结果表明该阻垢剂对CaCO3和CaSO4垢都有较高的阻垢率,对钙离子容忍度高、药剂使用量低,且对硅垢也有较好阻垢效果。与国内常用进口阻垢剂大湖135对比．YSM-11是一种高性价比的环保型反渗透阻垢剂,完全能代替进121药剂应用于反渗透系统。     

以水为溶剂马来酸酐-丙烯酸共聚物的合成及阻垢性能研究

以水做溶剂,采用自制的催化剂合成了马来酸酐（MA）－丙烯酸（AA）共聚物（MA／AA）,考察了合成条件与共聚物性质的关系。探讨了共聚物对CaCO3、Ca3（PO4）和CaSO4的阻垢率与引发剂用量、滴加时间以及单体配比之间的关系。实验结果表明,合砀共聚物对碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙具有良好的阻垢性能。在药剂用量为12mg/L时,对碳酸钙的阻垢率达98％以上;对硫酸钙、磷酸钙也分别为58％和69％。该共聚物可用作工业循环冷却水的阻垢剂。     

膦酰基羧酸共调聚物的阻垢性能研究

采用静态与动态试验方法,对新型阻垢剂膦酰基羧酸共调聚物抑制碳酸钙垢的性能进行了试验研究。静态试验研究表明,在水温低于60℃,钙硬度为600mg/L(以CaCO3计)的情况下,膦酰基羧酸共调聚物具有良好的阻垢性能,投加量为5mg/L时,阻垢率超过90%;在较高硬度时亦有较好的阻垢效果。动态试验研究表明,成垢溶液添加阻垢剂之后,污垢热阻大为减小,换热表面基本不结垢。因此,膦酰基羧酸共调聚物极适于工业循环冷却水系统的水处理过程。结合垢粒的扫描电镜照片对膦酰基羧酸共调聚物的阻垢机理进行了简要分析。